DE89347C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

KLASSE 40: Hüttenwesen.

Verfahren und Vorrichtung zum Rösten von Erzen.

Die Erfindung besteht in einem Verfahren und einer Vorrichtung zum Rösten von Schwefelerzen, durch welches letztere in schwefelsaure Salze umgewandelt werden sollen. Manche der so gebildeten Sulfate sind löslich in Wasser und können durch Auslaugen aus dem Röstgut entfernt werden, andere sind darin unlöslich und verbleiben in dem übrigen unlöslichen Rückstande zurück.

Das neue Röstverfahren ist gleichfalls anwendbar für Erze, welche aus Mischungen von schwefligen und oxydigen Erzen, und für Schmelzproducte, die aus Sulfiden und Oxyden bestehen.

Bei den gebräuchlichen Röstöfen (Kilns) wird die Luft unten zugeführt, d. h. in den Theil der Beschickung, welcher nur noch wenig Schwefel enthält. Die Temperatur ist an jenem Punkte häufig zu niedrig, um jene Schwefelreste zu oxydiren, so dafs diese im Röstgute unoxydirt bleiben. Die Luftzufuhr darf auch nicht zu reichlich sein, damit nicht die oberen schwefelreichsten Theile der Beschickung durch die gesteigerte Temperatur zum Schmelzen gebracht werden. Die gebildete schweflige Säure aber zieht mit den übrigen Gasen nach oben, geht wirkungslos durch die gröfstentheils noch unzersetzten Sulfide und entweicht fast ungenützt.

Bei Flammöfen sind die Bedingungen für die Einwirkung der schwefligen Säure nicht günstiger; diese ist längst aufser dem Bereich der Oxyde, wenn letztere in Menge gebildet worden sind.

Der wesentliche Zweck der bisherigen Röstverfahren ist die Erzeugung von Oxyden. Bei sehr sorgfältiger Regelung der Temperatur gelingt es wohl, die Sulfide theilweise in Sulfate umzuwandeln; eine annähernd vollständige ■! Sulfatisirung ist aber gänzlich ausgeschlossen.

Eine Röstung, welche das letztere Ergebnifs zum Ziel hat, mufs namentlich auf rationellster Ausnutzung der durch das Rösten gebildeten schwefligen Säure, reichlicher Zufuhr von Luft, /.■> eventuell auch Dampf und zweckdienlicher Regelung der Temperatur beruhen.

Die Aufgabe wird durch die vorliegende Erfindung vollkommen gelöst, welche eine völlige Umkehrung des Princips der bisherigen Verfahren ist und darin besteht, dafs während des Röstens die heifse schweflige Säure, welche während des Abröstens der zuletzt aufgege-1 benen Beschickung gebildet wird, ganz oder zum Theil mit Luft allein oder mit Dampf u und Luft gemischt mit der früher aufgegebenen und bereits zum Theil oder völlig abgerösteten Beschickung in innige Berührung gebracht wird, um die in derselben enthaltenen Oxyde oder unoxydirten Sulfide in Sulfate umzu-^ιΓ wandeln. Hierbei wird die entstehende schweflige Säure allmölig durch immer oxydreicheres, weil mehr und mehr abgeröstetes Erz geleitet und verbindet sich in Gegenwart von Luft und gegebenenfalls auch von Dampf mit den Oxyden zu Sulfaten. Diese wiederum sind das wirksamste Oxydationsmittel für die bei den bisherigen Verfahren, wie oben erwähnt, so schwer oxydirbaren Schwefelreste. Die

dabei nützliche höhere Temperatur wird leicht erreicht, ohne die bei dem bisherigen Verfahren ■ bestehende Gefahr des Schmelzens der oberen schwefelreicheren Schichten des Röstgutes.

i Zur Ausführung des neuen Verfahrens wird j also Luft (mit oder ohne Zumischung von Dampf) in der Weise in das zu röstende Erz eingeführt, dafs ein Theil derselben mit der zuletzt in den Röstofen aufgegebenen Bej Schickung in Berührung kommt, welche noch ' allen oder den gröfsten Theil ihres Schwefels im unoxydirten Zustande enthalt, und dafs die Gase, welche durch das Abrösten dieses Theils der Erzbeschickung entstehen, durch die Massen von Erz hindurchziehen, welche bereits ganz oder zum Theil abgeröstet sind.

Obgleich in einem continuirlich arbeitenden Röstofen sä'mmtliche für den Röstprocefs erforderliche Luft da eingeleitet werden könnte, wo die letzte Erzbeschickung aufgegeben wird', ist es vorzuziehen, die zur Abrüstung nöthige Luft in verschiedenen Theilen oder Zonen der Erzbeschickung, welche sich in verschiedenen Stadien der Abröstung befinden, einzuleiten.

Die Art und Weise, in welcher das neue Röstverfahren praktisch ausführbar ist, läfst sich leicht mit Hülfe der zeichnerischen Darstellungen erklären.

Die Fig. ι und 2 stellen einen Schachtofen vor, welcher bis auf eine mit einer Thür verschliefsbare Oeffnung am oberen Ende geschlossen ist. An einer oder mehreren Seiten und in verschiedenen Höhen des Ofens sind Oeffnungen (wie z. B. die durch bed und e in der Zeichnung angedeuteten), durch welche eine reichliche Menge Luft durch ein Gebläse oder durch Kaminzug eingeführt werden kann.

Auf diese Art ist die Zufuhr von kalter· oder heifser Luft in eine Anzahl Von Luftstrahlen vertheilt, welche, durch die erwähnten Oeffnungen hindurchziehend, veranlafst werden, begleitet von der schwefligen Säure, welche sich während des Abröstens bildet, und, wenn Brennstoff zum Abrösten benutzt wird, ebenfalls begleitet von den Verbrennungsproducten desselben, fortwährend in einer abwärts gehenden Richtung durch die Erzmasse zu ziehen. Der Luftzug und der Zug der ihn begleitenden Gase geht somit von der zuletzt aufgegebenen Erzbeschickung nach derjenigen, welche die längste Zeit im Ofen verweilt hat. In einem verticalen, wie in Fig. 1 und 2 angegebenen Ofen bedeutet dieses, dafs der Luftzug von dem oberen Ende des Ofens nach dem unteren Ende stattfindet. Von dbrt aus werden die Gase durch die Oeffnung und den Fuchs f hinweggeleitet.

Das Erz wird in den Ofen in Stücken von geeigneter Gröfse aufgegeben.

In Fällen, in denen es erforderlich oder wünschenswerth' ist,- wird das Erz zuvor fein gepulvert; auch kann es zuvor einer theilweisen Röstung unterworfen werden. Derartig zerkleinertes bezw. theilweise geröstetes und zerkleinertes Erz, sowie Stauberz und sonstiges fein zertheiltes Erz (wie solches z. B. bei Aufbereitung erhalten wird) wird dann mit Thonbrei, dem in manchen Fällen zur Erzeugung gröfserer Porosität fein zertheilter Kohlenstoff (z. B. Koksstaub) zugemischt ist, zu Stücken von geeigneter Gestalt geformt.

Durch Regelung der Luftzufuhr durch die in verschiedenen Höhen des Ofens angebrachten Oeffnungen ist man im Stande, das Erz in einer solchen Weise abzurosten, dafs dasselbe am unteren Theile des Ofens vollkommen oxydirt bezw. in Sulfat umgewandelt ist.

In Fällen, in welchen das Erz eine für die Erhaltung der erforderlichen Temperatur ungenügende Menge Schwefel enthält, kann erhitzte Luft oder können heifse Heizgase mit hinlänglichem Sauerstoffüberschufs in den Ofen eingeleitet werden. Auch ist es vortheilhaft, Luft mit Dampf gemischt in den Ofen einzuführen.

Das vollständig oxydirte, d. h. sulfatisirte Erz wird aus der mittels einer Thür verschliefsbaren Oeffnung g am unteren Ende des Ofens entleert.

Anstatt einen verticalen Ofen, wie derselbe der Erläuterung wegen oben beschrieben worden ist, wird man in der Praxis einen horizontalen Ofen vorziehen, welcher nach der in Fig. 3 und 4 angegebenen Art gebaut ist.

Ein solcher Ofen ist durch Zwischenwände in eine Anzahl von Kammern oder Abtheilungen

Nr. 1, Nr. 2, Nr. 3 getheilt, welche

die verschiedenen Zonen des verticalen Ofens vorstellen.

In jede einzelne dieser Abtheilungen können bemessene Mengen von Luft oder von Dampf und Luft aus dem Rohre L durch die mit Schiebern W versehenen Röhren m eingeleitet werden. Heifse Brenngase, die einen hinlänglichen (Jeberschufs an atmosphärischem Sauerstoff enthalten, können gleichfalls eingeleitet werden.

Jede der Abtheilungen Nr. 1, Nr. 2 .... ist mit. der darauffolgenden und mit der vorhergehenden Abtheilung durch mit Ventilen W¹ versehene Kanäle m¹ so verbunden, dafs die zugeführte Luft, die schweflige Säure und andere Verbrennungsproducte in einem beständigen Strome durch die Erzmasse in irgend einer gewünschten, Anzahl dieser Kammern eingeleitet werden können.

Die Luft, die schweflige Säure und andere Verbrennungsproducte treten aus jeder der-Kammern in die nächstfolgende, und zwar aus der, welche zuletzt mit Erz beschickt wurde, in der Richtung nach der Kammer, welche zuerst mit Erz beschickt wurde.

Der Lauf des Gasstromes ist in jeder einzelnen Kammer vorzugsweise von oben nach unten. Von dem unteren Ende derselben steigt er durch den mit Ventil verschliefsbaren Fuchs h aufwärts nach dem oberen Ende der Erzcharge der nächsten Kammer, begleitet von einer weiteren Zufuhr von Luft oder von Dampf und Luft. Er durchzieht dann die ganze Erzmasse in der nächsten Kammer und von da aus weiter die ganze Kammerreihe und wird schliefslich von der letzten derselben durch eine Rohrleitung i aus den Kammern weggeleitet.

Wenn das abgeröstete Erz aus der letzten der Kammern entleert worden ist, wird diese wieder mit frischem Erz beschickt und wird dann zur ersten in der Reihe, während zugleich die bisher vorletzte die letzte wird. Es wird hierauf diese der Reihenfolge nach zur ersten, und so findet eine schrittweise Verschiebung der Kammern in der Reihenfolge statt.

Es ist selbstverständlich, dafs das neue Röstverfahren von Schwefelerzen auch in Oefen anderer Construction, wie dargestellt, ausgeführt werden kann.

Nachdem im Vorstehenden das neue Verfahren zum Rösten von Erzen beschrieben ist, mag nochmals darauf aufmerksam gemacht werden, dafs der Zweck des Verfahrens darin besteht, die in den Schwefelerzen enthaltenen Metalle, welche in denselben als Sulfide mit einander gemischt vorkommen, von einander zu trennen. Solches geschieht dadurch, dafs die Sulfide durch die beschriebene Röstung in Sulfate übergeführt werden. Manche dieser so dargestellten Sulfate sind in Wasser löslich, wie z. B. Zink, Eisen und Kupfer, und können deshalb durch Auslaugen von dem in Wasser unlöslichen z. B. Blei getrennt und getrennt gewonnen werden.

Von bekannten Verfahren unterscheidet sich das vorliegende theils durch seinen Zweck, theils durch die zur Erreichung desselben gewählten Mafsnahmen.

So z. B. enthält die Patentschrift Nr. 22758 auch schon ein Röstverfahren für Schwefelkiese, bei welchem die Röstung nicht, wie üblich, im Gegenstrom, sondern im Gleichstrom von Erz und Gasen ausgeführt wird. Der Zweck dieses älteren Verfahrens ist aber dem vorgenannten des neuen Verfahrens geradezu entgegengesetzt. Es soll sämmtlicher in den Kiesen enthaltener Schwefel· als schweflige Säure erhalten, und letztere soll dann, nachdem sie die Oefen als solche verläfst, zur Herstellung von Schwefelsäure in Bleikammern benutzt werden. Eine Sulfatbildung ist hier nicht vorgesehen.

Bei ideal vollkommener Ausführung des neuen Verfahrens dagegen würde kein Theil der gebildeten schwefligen Säure die Oefen verlassen, sondern sie würde von den. durch die Röstung gleichzeitig entstandenen Oxyden vollständig gebunden und so am Entweichen aus den Oefen verhindert werden.

Der Patentschrift Nr. 22758 nach ist es gleichgültig, ob die zur Verbrennung des Schwefels nöthige Luft im Gegenstrom oder Gleichstrom stattfindet.

Das neue Verfahren kann jedoch nur ausgeführt werden, wenn die Verbrennungsluft so die Beschickung durchzieht, dafs sämmtliche gebildete schweflige Säure durch die in den verschiedenen Oefen enthaltenen mehr oder minder abgerösteten Theile der Beschickung zieht.

Bei allen älteren sulfatisirenden Röstmethoden zieht der gröfste Theil der gebildeten schwefligen Säure von den in Behandlung befindlichen Erzen hinweg und zieht unbenutzt nach dem Schornstein, ist deshalb für eine möglichst vollständige Sulfatisirung verloren.

Nach dem neuen Verfahren wird die Luftzufuhr in der Weise unter die Erzbeschickung vertheilt, dafs jede einzelne Zone oder Abtheilung derselben so viel Luft bekommt, als zur langsamen und richtigen Verbrennung und Sulfatisirung mehr als ausreichend erscheint. Die entwickelte schweflige Säure zieht stets mit stark überschüssiger Luft gemischt in die nächste Zone oder Abtheilung des Ofens.

Zum Zwecke der Verwandlung der Sulfide in Sulfate wird Dampf mit der Luft gemischt in die Beschickungen eingeführt.

Die älteren Röstverfahren benutzen eine derartige Luftzufuhr nicht. Luft wird dort in anderer Weise oder zu anderen. Zwecken oder gar nicht zugeführt.

Claims (1)

1. Patent-Ansprüche:

   i. -Verfahren zur Trennung von Metallen, welche in sulfidischen Erzen vorhanden sind, durch sulfatisirende Abrüstungen, nach welcher die Metalle theilweise oder sämmtlich als lösliches Sulfat von den unlöslichen Sulfaten oder sonstigen unlöslichen Substanzen durch Auslaugen getrennt werden können, und bei welcher die durch die Röstung entstandene schweflige Säure möglichst vollständig von den Oxyden der be-■'■: treffenden Metalle gebunden werden soll, \ dadurch gekennzeichnet, dafs die Röstung der gegebenen Falles eingebundenen Erze in Schachtofen ausgeführt wird, in welchen die zur bezeichneten Abrüstung erforderliche, vorzugsweise erhitzte Luft in überschüssiger Menge mit Dampf gemischt vqn der an' Sulfid reichsten Erzbeschickung aus in der Richtung der bereits mehr oder minder abgerösteten Erzbeschickung fortgeleitet wird

   und die für den Röstproeeis im Ueberschufs erforderliche Luft mit oder ohne Dampf vertheilt in verschiedene Schichten oder Zonen der Erzbeschickung eingeleitet wird, so dafs die restlichen Gase, nachdem sie die betreffenden Theile der Beschickung durchstrichen haben, erst hinter den sulfatisirten Verbindungen aus dem Ofen entweichen können.

   Eine nach dem Verfahren des Anspruches ι-arbeitende Schacht-Röstofen-Anlage, gekennzeichnet durch absperrbare Luft-, Gas- und Wasserdampfleitungen, welche derartig zu verschiedenen Zonen der Erzbeschickung angeordnet sind, dafs der gesammte Gas- und Dampfstrom in umgekehrter Reihenfolge durch die Zonen geführt wird, wie diese mit Erz beschickt worden sind.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen.